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文檔簡介
1、試卷第 =page 18 18頁,共 =sectionpages 18 18頁試卷第 =page 17 17頁,共 =sectionpages 18 18頁遼寧省營口地區2022-2023學年高二上學期開學考試化學試題學校:_姓名:_班級:_考號:_一、單選題1化學與科技、生活密切相關。下列說法錯誤的是A手機電池在充電和放電過程中,只有電能和化學能之間的相互轉化B不粘鍋的涂層聚四氟乙烯屬于有機物C碘酊和酒精常用作皮膚的消毒劑D醫學上的鋇餐透視,常用BaSO4作內服造影劑【答案】A【詳解】A手機電池充放電過程中,不僅是電能與化學能之間的轉化,還伴隨熱量變化,故A說法錯誤;B四氟乙烯的化學式為C2
2、F4,屬于有機化合物,故B說法正確;C酒精主要用于手和皮膚消毒,也可用于較小物體表面的消毒,碘酊適用于手術部位、注射和穿刺部位皮膚及新生兒臍帶部位皮膚消毒,不適用于黏膜和敏感部位皮膚消毒,故C說法正確;D硫酸鋇難溶于水,且不與鹽酸反應,因此硫酸鋇常用作“鋇餐”,作內服造影劑,故D說法正確;答案為A。2下列化學方程式中的能量變化與圖示過程中的能量變化不相符的是A2H2O22H2O+O2BCaCO3CaO+CO2CZn+H2SO4=ZnSO4+H2DHCl+NaOH=NaCl+H2O【答案】B【詳解】圖中為燃燒反應,屬于放熱反應,反應物總能量大于生成物總能量。A反應2H2O22H2O+O2為放熱反
3、應,能量變化與圖相符,A不符合;B反應CaCO3CaO+CO2為吸熱反應,能量變化與圖不相符,B符合;C反應Zn+H2SO4=ZnSO4+H2為放熱反應,能量變化與圖相符,C不符合;D反應HCl+NaOH=NaCl+H2O為放熱反應,能量變化與圖相符,D不符合;答案選B。3有機物Q是一種具有解熱鎮痛及抗生素作用的藥物的主要成分,其結構簡式如圖所示,下列關于該有機物的說法正確的是A屬于芳香烴B與乙酸互為同系物C苯環上的一氯取代物只有一種D能發生氧化反應和取代反應【答案】D【詳解】A該有機化合物含有碳、氫、氧三種元素,不屬于烴,屬于烴的衍生物,A錯誤;B同系物是指結構相似,在分子組成上相差若干個C
4、H2原子團的有機物,有機物Q與乙酸結構不相似,不互為同系物,B錯誤;C苯環上有2種等效氫,則其一氯取代物有2種,C錯誤;D該有機物可以燃燒,則能發生氧化反應,該有機物含有羧基,在一定條件下能發生取代反應,D正確;故選D。42022年4月以來,遼沈大地遭遇罕見的少雨天氣,給農業生產帶來不少麻煩,5月24日至25日,利用一次東北冷渦天氣過程,遼寧省氣象局組織人員向天空云層中撒入干冰,開展了大范圍的人工增雨作業。干冰在云層中的變化過程中,其焓變和熵變均正確的是AH0,S0BH0,S0CH0DH0,S0,干冰升華生成CO2氣體,由干冰固體變成二氧化碳氣體,是一個熵增的過程,S0,故答案選A。5“宏觀辨
5、識與微觀探析”是化學學科核心素養之一,下列離子方程式書寫錯誤的是A在水中投入小塊鈉:2Na+2H2O=2Na+2OH+H2B用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:3+Cl2+H2O=+2Cl+2C在FeCl3溶液中滴加少量的Na2S溶液:2Fe3+3S2=Fe2S3D在稀硫酸中加入Cu2O,溶液變藍:Cu2O+2H+=Cu+Cu2+H2O【答案】C【詳解】A在水中投入小塊鈉,反應生成氫氧化鈉和氫氣:2Na+2H2O=2Na+2OH+H2,故A正確;B用Na2SO3溶液吸收少量Cl2,氯氣先與亞硫酸根反應+Cl2+H2O=+2Cl+2,生成的氫離子和亞硫酸根結合生成亞硫酸氫根:3+Cl2+H2O=+
6、2Cl+2,故B正確;C在FeCl3溶液中滴加少量的Na2S溶液,兩者發生氧化還原反應,最終生成亞鐵離子和硫單質:Fe3+S2=Fe2+S,故C錯誤;D在稀硫酸中加入Cu2O,溶液變藍,生成了銅離子和銅單質:Cu2O+2H+=Cu+Cu2+H2O,故D正確。綜上所述,答案為C。6已知反應2CO(g)+4H2(g)CH2=CH2(g)+2H2O(g)在不同條件下的反應速率如下,其中反應速率最快的是Av(CO)=0.02 molL-1s-1Bv(H2)=0.03 molL-1s-1Cv(CH2=CH2)=0.4 molL-1min-1Dv(H2O)=0.5 molL-1min-1【答案】A【詳解】
7、化學反應速率與化學計量數的比值越大,說明該條件下的反應速率越快,Av(CO)=0.02=0.01molL-1s-1Bv(H2)=0.03=0.0075molL-1s-1Cv(CH2=CH2)=0.4=0.0067molL-1s-1Dv(H2O)=0.5=0.0042molL-1s-1所以反應速率最快的是A,故答案為:A。7已知反應4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)H1=-906.8 kJmol-1,向一密閉容器中充入1 mol NO(g)和2 mol H2O(g)進行反應,一段時間后,反應達到平衡,下列有關密閉容器中發生的反應的能量變化說法正確的是A反應放熱,且放出的熱
8、量為226.7 kJB反應吸熱,且吸收的熱量為226.7 kJC反應放熱,且放出的熱量小于226.7 kJD反應吸熱,且吸收的熱量小于226.7 kJ【答案】D【詳解】由題可知,該反應正向為放熱反應,則逆反應為吸熱反應,充入NO和H2O后,可逆反應不能進行到底,根據方程式中NO和H2O的系數與加入的NO和H2O的比例可得,其吸收的熱量應小于=226.7kJ;答案選D。8向2 L的恒容密閉容器中通入和加入一定量的H2O(g)和C(s),不同溫度下,發生反應H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g),測得700 時,K=0.9;900 時,K=3.2,下列說法正確的是A該反應的H0B該反應的化
9、學平衡常數表達式為K=C700 時再通入H2O(g),平衡向右移動,K值增大D若700 時H2O(g)的平衡轉化率為60%,則升溫至900 時,H2O(g)的平衡轉化率為80%【答案】D【詳解】A700 時,K=0.9;900 時,K=3.2,說明升高溫度,平衡正向移動,則該反應是吸熱反應即H0,故A錯誤;B該反應的化學平衡常數表達式為K=,故B錯誤;C700 時再通入H2O(g),平衡向右移動,K值不變,平衡常數至于溫度有關,故C錯誤;D設開始時加入amol水蒸氣,足量的碳,若700 時H2O(g)的平衡轉化率為60%,建立三段式得到, ,解得a=2,則升溫至900 時,解得x=1.6,則H
10、2O(g)的平衡轉化率為80%,故D正確。綜上所述,答案為D。9乙醇在醋酸菌作用下被空氣氧化是制造醋酸的有效方法,然而這一傳統過程遠遠不能滿足工業的需求。目前工業上多采用甲醇和一氧化碳反應制備醋酸:。以為催化劑、碘甲烷為助催化劑合成醋酸(Monsanto法)的反應過程如圖所示,其中均為陰離子。下列有關說法中錯誤的是A甲醇生成碘甲烷的反應為取代反應B可表示為C在反應過程中Rh的成鍵數目發生改變D該反應過程中不存在非極性鍵的形成【答案】D【詳解】A甲醇生成碘甲烷的反應CH3OH+HICH3I+H2O為取代反應,選項A正確;B根據轉化關系+,可推出為,選項B正確;C在反應過程中Rh的成鍵數目分別有4
11、、5、6,發生了改變,選項C正確;D的過程中,形成了CC非極性鍵,選項D錯誤;答案選D。10已知:25 、101 kPa下,強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O時,放出57.3 kJ熱量,下列有關熱化學方程式正確的是AH2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1BH2SO4(aq)+2NH3H2O (aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1C2HCl(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1DHCl(aq)+
12、NH3H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1【答案】C【詳解】A生成硫酸鋇放熱,由中和熱及物質的量與熱量成正比可知H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)H-114.6 kJmol-1,故A錯誤;BNH3H2O是弱堿,電離過程吸熱,熱化學方程式為H2SO4(aq)+2NH3H2O (aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) H-114.6 kJmol-1,故B錯誤;C發生中和反應生成1 mol H2O時,放出57.3 kJ熱量,則生成2 mol H2O時,放出114.6 kJ熱量,熱化學方程式為2HCl(aq
13、)+Ba(OH)2(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1,故C正確;DNH3H2O是弱堿,電離過程吸熱,熱化學方程式為HCl(aq)+NH3H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)H-57.3 kJmol-1,故D錯誤;故選:C。11向一恒壓密閉容器中充入一定量的SO3(g),發生反應2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),下列不能判斷該反應已經達到平衡狀態的是A混合氣體的密度不再改變B混合氣體中SO2(g)和O2(g)的分壓之比不再改變CSO3(g)的消耗速率等于SO2(g)的消耗速率D混合氣體的平均相對分子質量不再改變【答案】B【詳解】A該
14、反應在恒壓密閉容器中進行,且反應為氣體體積增大的反應,隨著反應進行,容器體積增大,混合氣體密度減小,當密度不變時,說明反應達到平衡,A正確;B該反應無論是否達到平衡,SO2和O2的分壓比始終為2:1,B錯誤;C根據方程式可知SO3的消耗速率等于SO2的生成速率,則SO2的生成速率和消耗速率相等,反應達到平衡,C正確;D該反應為氣體體積增大的反應,隨著反應進行,混合氣體的平均相對分子質量減小,若平均相對分子質量不變,說明反應達到平衡,D正確;故答案選B。12我國科學家開發了一種新型原電池,為綜合利用NO2提供了新思路。電池總反應為2Li+NO2=Li2O+NO。下列說法錯誤的是A放電時,電子由a
15、極流出經外電路流向b極B該裝置將化學能轉化成電能C可以用含乙二醇的溶液作電解質溶液D如果電路中轉移1 mol電子,理論上b極凈增15 g【答案】C【分析】根據電池總反應2Li+NO2=Li2O+NO分析,Li化合價升高,失去電子,作電池的負極。【詳解】A根據前面分析Li為負極,放電時,電子由a極流出經外電路流向b極,故A蒸汽;B該裝置是原電池,則是將化學能轉化成電能,故B正確;CLi和乙二醇會直接反應,因此不可以用含乙二醇的溶液作電解質溶液,故C錯誤;D根據正極電極反應2Li+ 2e+NO2=Li2O+NO,如果電路中轉移1 mol電子,理論上b極有0.5mol Li2O生成即凈增15 g,故
16、D正確。綜上所述,答案為C。13一定溫度下,在容積為2 L的恒容密閉容器中進行某一反應,容器內M、N兩種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A該反應的化學方程式為Bt1t2 min,Ct2 min時,正、逆反應速率相等,反應達到平衡狀態Dt4 min時,容器容積不變,充入惰性氣體Ar,平衡正向移動【答案】B【詳解】A根據圖象可知:從反應開始至平衡,氣體N減少6 mol,氣體M增加3 mol,則N是反應物,M是生成物,二者改變的物質的量的比是2:1,則該反應的化學方程式為2N(g)M(g),A錯誤;Bt1t2 min段,N的物質的量減少(6-4)mol=2 mol,容器的容積
17、是2 L,則用N濃度變化表示的反應速率v(N)= mol/(Lmin),B正確;Ct2 min時,N、M的物質的量相等,由于t2 min后,N的物質的量減少,M的物質的量增加,所以正、逆反應速率不相等,反應正向進行,未達到平衡狀態,C錯誤;Dt4 min時,容器容積不變,充入惰性氣體Ar,由于不能改變任何一種物質的濃度,因此化學平衡不移動,D錯誤;故合理選項是B。14堿式硫酸鐵Fe(OH)SO4是一種絮凝劑,常用于污水處理。工業上利用廢鐵屑(含少量Al2O3、Fe2O3等)生產堿式硫酸鐵的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是A“反應”后的溶液中主要存在的陽離子有H+、Fe2+、Al3+B“反應”
18、“反應”中均發生了氧化還原反應C“反應”對應的離子方程式為Fe2+2H+=Fe3+NO+H2OD若用O2代替NaNO2,則每消耗112 mL(標準狀況)O2相當于節約了2.76 g NaNO2【答案】D【分析】廢鐵屑加入硫酸,鐵、鋁轉化為相應的鹽溶液,然后加入碳酸氫鈉生成鋁的沉淀除去鋁,得到溶液加入稀硫酸、亞硝酸鈉將二價鐵轉化為三價鐵,減壓蒸發、過濾到產品;【詳解】A加入稀硫酸后主要發生反應:、;故稀硫酸浸取過量廢鐵屑后所得到的溶液中含有的陽離子有、及少量; A項正確;B反應I中鐵單質反應生成亞鐵離子,Fe元素化合價發生變化,“反應”中有生成,N元素化合價降低,均發生了氧化還原反應,B項正確;
19、 C“反應”中有生成,N元素化合價降低,則是氧化劑,將氧化成,反應的離子方程式為,C項正確;D與在反應中均作氧化劑,消耗可得到電子,消耗可得到電子,故每消耗(標準狀況)即物質的量為,相當于節約了m=nM=,D項錯誤;故選D。15向溫度和體積分別為T1和V1、T2和V2的兩個密閉容器中均充入1 mol N2和2.8 mol H2,均保持溫度和體積不變,發生反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H0,其反應過程中N2的轉化率(N2)隨時間(t)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A開始時,T1=T2、V1V2B開始時,T1T2、V1=V2C0t1 min內,兩個容器中放出的熱量不同D0t1
20、min內,兩個容器中正反應的平均反應速率不同【答案】D【分析】根據圖中信息可看出,兩個反應隨著時間的進行,轉化率不同,t1時,氮氣的轉化率相同;且兩個反應體系均處于各自的恒溫恒容條件下,據此結合反應速率與化學反應平衡原理分析解答。【詳解】A若開始時,T1=T2、V1V2,則起始壓強不同,那么反應到t1即達到平衡時的轉化率應不同,不符合題意圖中信息,A錯誤;B因為溫度影響反應平衡轉化率,所以若開始時,T1T2、V1=V2,那么反應到t1即達到平衡時的轉化率應不同,不符合題意圖中信息,B錯誤;C0t1 min內,最終消耗的氮氣的物質的量相同,所以兩個容器中放出的熱量相同,C錯誤;D因為兩個密閉容器
21、中溫度和體積分別為T1和V1、T2和V2,根據A、B選項分析,結合理想氣體狀態方程PV=nRT可知,0t1 min內,兩個容器中溫度和體積均不同,所以正反應的平均反應速率不同,D正確;故選D。二、原理綜合題16尿素CO(NH2)2是首個用無機物人工合成的有機物。(1)在尿素合成塔中發生的反應分兩步進行,其能量變化和反應歷程如圖所示:已知:E1=E2-15.5=E3-119.2=E4-129.3=E5-189.4圖中所示兩步反應中,第一步反應是_(填“放熱”或“吸熱”,下同)反應,第二步反應是_反應,總反應的熱化學方程式為_。 有利于第一步反應正向進行的條件是_(填標號,下同),有利于第二步反應
22、正向進行的條件是_,決定總反應速率的是第_(填“一”或“二”)步反應,該步反應的逆反應的活化能為_ kJmol-1a.高溫、高壓b.高溫、低壓c.低溫、高壓d.低溫、低壓(2)T 時,向2 L的密閉容器中,通入2 mol NH3和1 mol CO2,保持體積不變,發生反應2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),10 min時反應剛好達到平衡。測得起始壓強為平衡時壓強的1.5倍,則:NH3的平衡轉化率為_。 能說明上述反應達到平衡狀態的是_ (填標號)。 An(CO2)n(NH3)=12B混合氣體的密度不再發生變化C單位時間內消耗2 mol NH3,同時生成1 mol
23、 H2ODCO2的體積分數在混合氣體中保持不變若10 min時保持溫度和壓強不變,再向容器中同時充入0.5 mol CO2和0.5 mol H2O(g),則此時平衡_(填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”)。【答案】(1) 放熱 吸熱 H=-103.7kJ/mol c b 二 +173.9kJ/mol(2) 50% BD 不移動【解析】(1)第一步中反應物的總能量高于生成物的總能量,為放熱反應,第二步中反應物的總能量低于生成物的總能量,為吸熱反應,總反應的H=E(生成物)-E(反應物)=E2-E3=(E1+15.5)-(E1+119.2)=-103.7kJ/mol,熱化學方程式為H=-10
24、3.7kJ/mol;第一步反應是氣體分子數減小的放熱反應,可增大壓強或降低溫度均有利于反應正向進行,故選c,第二步反應是氣體分子數增大的吸熱反應,可減小壓強或升高溫度均有利于反應正向進行,故選b,第二步的活化能比第一步的大,活化能越大反應速率越慢,最慢的一步決定總反應速率,即是第二步,第二步反應的逆反應的活化能為E5-E2=(E1+189.4)-(E1+15.5)=+173.9kJ/mol,(2)列三段式為:,起始壓強為平衡時壓強的1.5倍,在恒溫恒容密閉容器中,物質的量與壓強成正比,解得x=0.5,NH3的平衡轉化率為;A.n(CO2)n(NH3)=12不能說明反應達到平衡狀態,A不選;B.
25、混合氣體的質量發生變化,容器體積不變,則混合氣體的密度不再發生變化時說明反應達到平衡狀態,B選;C.單位時間內消耗2 mol NH3,同時生成1 mol H2O都指正反應速率,不能說明反應達到平衡狀態,C不選;D.CO2的體積分數在混合氣體中保持不變說明CO2的物質的量不再變化,能說明反應達到平衡狀態,D選;故選:BD;T 時,該反應的平衡常數為,向容器中同時充入0.5 mol CO2和0.5 mol H2O(g),濃度商為,則此時平衡不移動。17氮及其化合物與人類生產生活息息相關。(1)氮氣在雷電的作用下,生成氮的氧化物,再經復雜變化形成能供給植物營養的硝酸鹽。涉及的部分反應:I2NO2(g
26、)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq) H1=-116.1 kJmol-1;IIHNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)=3HNO2(aq) H2=-75.9 kJmol-1;III3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) H3;H3=_kJmol-1。將兩個充有等量NO2的A、B燒瓶,分別放入兩個盛有等量的水的燒杯中,待氣體顏色穩定后,若向右邊的燒杯中加入5.0 g硝酸銨晶體,實驗裝置如圖所示(略去鐵架臺等),則觀察到B燒瓶中氣體顏色_(填“變深”、“不變”或“變淺”),其原因是_。(2)氮氣是生產氮肥的主要原料。實驗室可用氯化銨與消石灰反應制備少量NH
27、3。2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)=CaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(g) H0,該反應在_(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發進行,說明理由:_。已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1,工業合成氨通常選擇30MPa左右,700K左右,以鐵觸媒為催化劑,分析工業合成氨時不選用更高的壓強或更高的溫度的可能原因:_。(3)CO和NO是汽車尾氣中的主要污染物,將它們轉化為無害物質是重要的研究課題。已知:在25時,IV2NO(g)N2(g)+O2(g) H4=-180.5 kJmol-1 K4VCO(g)+O2(g)CO2(g) H5=
28、-283.0 kJmol-1K525時,反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的平衡常數K6=_(填含K4、K5的代數式)。在某恒溫恒壓的條件下,向密閉容器中充入2 mol NO和2 mol CO,僅發生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),此時混合氣體的總體積為1 L,在t1時刻達到平衡狀態,此時NO的轉化率為40%,則該條件下的平衡常數K6=_(保留兩位有效數字)。【答案】(1) -136.2 變淺 反應2NO2(g)N2O4(g)H0,右邊燒杯中加入硝酸銨,硝酸銨溶于水是一個吸熱過程,降低溫度化學平衡向放熱方向移動,即向正反應方向移動,故氣體顏色變淺
29、(2) 高溫 該反應的H、S均大于零,根據G=H-TS0,反應才能自發進行,推出該反應在高溫下自發進行 壓強越大,對設備的要求越高;合成氨為放熱反應,升高溫度,反應物的轉化率降低,且溫度過高催化劑的活性減弱(3) K4K52 0.12【解析】(1)已知:I2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq) H1=-116.1 kJmol-1;IIHNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)=3HNO2(aq)H2=-75.9 kJmol-1;根據蓋斯定律,將I- II,整理可得III3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)H3=-136.2 kJ/mol;NO
30、2在密閉容器中存在可逆反應:2NO2(g)N2O4(g) H0,該反應的正反應是氣體體積減小的放熱反應。待氣體顏色穩定后,若向右邊的燒杯中加入5.0 g硝酸銨晶體,硝酸銨晶體溶于水會吸收熱量,使水溫度降低,從而使平衡混合氣體溫度降低,化學平衡向放熱的正反應方向移動,導致混合氣體中c(NO2)減小,c(N2O4)中的,因此混合顏色變淺;(2)反應2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)=CaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(g) H0是氣體混亂程度增大的吸熱反應,該反應的H、S均大于零,根據G=H-TS0,反應才能自發進行,推出該反應在高溫下可自發進行;已知N2(g)+3H2(g)2NH3
31、(g)H=-92.4 kJmol-1,該反應的正反應是氣體混亂程度減小的放熱反應,工業合成氨通常選擇30 MPa左右,700 K左右,以鐵觸媒為催化劑,在工業上合成氨時不選用更高的壓強或更高的溫度,可能原因是壓強越大,對設備的要求越高,需要的動力也增大;合成氨為放熱反應,升高溫度,會使化學平衡逆向移動,導致反應物的轉化率降低,且溫度過高催化劑的活性減弱,因此反應溫度選擇在700 K左右時催化劑的活性最佳;(3)IV2NO(g)N2(g)+O2(g)H4=-180.5 kJmol-1 K4= ;VCO(g)+O2(g)CO2(g)H5=-283.0 kJmol-1K5=;根據蓋斯定律,將IV+2
32、V,整理可得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),其化學平衡常數K6= K4K52;在某恒溫恒壓的條件下,向密閉容器中充入2 mol NO和2 mol CO,僅發生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),此時混合氣體的總體積為1 L,開始時c(NO)=c(CO)=2 mol/L,c(N2)=c(CO2)=0,在t1時刻達到平衡狀態,此時NO的轉化率為40%,此時c(NO)=c(CO)=2(1-40%) mol/L=1.2 mol/L,c(N2)=0.4 mol/L,c(CO2)=0.8 mol/L,則該條件下的平衡常數K6=0.12。18二氧化硫的催化氧化是工
33、業上生產硫酸的主要反應。回答下列問題:(1)在密閉容器中反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達到平衡時,由于條件改變而引起反應速率和化學平衡的變化情況如圖所示,ab過程中改變的條件可能是_;bc過程中改變的條件可能是_。 (2)當SO2、O2、N2(不參與反應)起始的物質的量分數分別為10%、15%和75%時,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa下,SO2的平衡轉化率(SO2)隨溫度的變化如圖所示。反應在0.5 MPa、550 時的SO2的平衡轉化率為_,判斷的依據是_。 (3)將起始的物質的量分數分別為10%、15%和75%的SO2、O2、N2(不參與反應)通入反應器
34、中,在恒溫T、恒壓p條件下進行反應。平衡時,若SO2的轉化率為1,則SO3的分壓為_,用p(SO2)、p(SO3)、p(O2)表示各氣體的分壓,用分壓代替濃度,則平衡常數Kp的表達式為_。(4)高爐煉鐵的尾氣中通常含有較多的SO2氣體。為減少污染,分離并回收氣體,工業上用堿性工業廢渣吸收SO2氣體,脫硫效率與溫度的關系如圖所示。依據圖中數據分析,脫硫最合適的溫度是_。 【答案】(1) 升高溫度 減小SO3的濃度(2) 0.925 該反應正向為分子數減少的反應,減小壓強,平衡向逆反應方向移動,轉化率降低,p3為0.5MPa(3) (4)30【解析】(1)該反應為氣體體積減小的放熱反應,結合圖中速
35、率的變化可知,a點正、逆反應速率均增大,且平衡逆向移動,則ab過程中改變的條件應該是升溫,b點時正反應速率不變、逆反應速率減小,平衡正向移動,所以bc過程中改變的條件應該是減小SO3的濃度,故答案為:升高溫度;減小SO3的濃度;(2)根據圖像利用控制變量法,當溫度不變時,對于,增大壓強平衡向正反應方向移動,轉化率增大,故p1為5.0MPa,p2為2.5MPa,p3為0.5MPa,通過圖像判斷550時對應的SO2的平衡轉化率為0.925,該反應正向為分子數減少的反應,減小壓強,平衡向逆反應方向移動,轉化率降低,p3為0.5MPa,故答案為:0.925;該反應正向為分子數減少的反應,減小壓強,平衡向逆反應方向移動,轉化率降低,p3為0.5MPa;(3)設總物質的量為10mol,則SO2(g)的物質的量為1mol,O2(g)的物質的量為1.5mol,N2(g)的物質的量為7.5mol,根據三段式:,則n(總)=(1
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